丙綸乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶的研究開發(fā)

李玉鵬　王　其　劉昌杰　郭超群　劉　波

1. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國)

2. 無錫百和織造股份有限公司(中國)

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丙綸乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶的研究開發(fā)

李玉鵬1王其1劉昌杰2郭超群2劉波2

1. 東華大學(xué)紡織面料技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國)

2. 無錫百和織造股份有限公司(中國)

摘要：采用丙綸低彈絲與乳膠絲交織，設(shè)計(jì)并織造出一款運(yùn)動繃帶基布，通過絲網(wǎng)印刷工藝采用丙烯酸酯膠黏劑對基布背面進(jìn)行不連續(xù)印刷涂層,獲得丙綸乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶，并對其主要性能進(jìn)行測試。研究結(jié)果表明，所制得的丙綸乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶剝離強(qiáng)度高、手感柔軟且導(dǎo)濕透汽性佳。

關(guān)鍵詞：丙綸；乳膠絲；運(yùn)動繃帶；舒適

運(yùn)動員在訓(xùn)練或參加比賽時(shí),常會出現(xiàn)肌體受傷的狀況,為了減輕痛苦和維持運(yùn)動狀態(tài),需要使用運(yùn)動繃帶。目前市場上流通的且運(yùn)動員常用的繃帶都是在滌綸與膠絲交織松緊帶的基布上涂覆壓克力膠制作而成的，其硬度較大，導(dǎo)濕透汽性欠佳，即接觸舒適性和熱濕舒適性欠佳，并且不具備抗菌性能。從市場需求及人體舒適性和抗菌角度考慮，本文采用質(zhì)輕、疏水、快干且具備抗菌性能的丙綸長絲[1]與乳膠絲交織，獲得繃帶基布，然后，通過不連續(xù)涂層丙烯酸酯膠黏劑，形成自黏運(yùn)動繃帶，以提高繃帶的舒適性。

1繃帶基布的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與織造工藝

1.1原料選擇

16.7 tex/70 f超細(xì)旦丙綸長絲，37號乳膠絲(乳膠絲的號數(shù)是指25.4 mm寬度范圍內(nèi)能并排排列的膠絲根數(shù)，37號乳膠絲的直徑為0.69 mm)。

1.2基布組織結(jié)構(gòu)

運(yùn)動繃帶的組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，上層緯紗、下層緯紗及針織編鏈線圈為丙綸低彈絲，經(jīng)紗為乳膠絲。緯紗分上下兩層與針織閉口編鏈線圈交織，上層緯紗位于圈柱與乳膠絲之間，下層緯紗位于延展線與乳膠絲之間。其中，編鏈線圈結(jié)構(gòu)可增大繃帶間孔隙，提高其透汽性，繃帶的彈性主要由經(jīng)紗乳膠絲提供。

圖1　運(yùn)動繃帶組織結(jié)構(gòu)圖

1.3基布織造工藝

設(shè)計(jì)繃帶的寬度為50 mm，織造編鏈線圈的丙綸紗需要整經(jīng)，每條繃帶基布采用31根膠絲，整經(jīng)根數(shù)為31根，上下兩層緯紗分別由兩個筒子提供。調(diào)整機(jī)上熱定型溫度為130 ℃。

2繃帶基布涂層工藝

2.1網(wǎng)版制作

繃網(wǎng)：選用尼龍絲網(wǎng)，網(wǎng)的孔徑為150 μm(100目)，以一定的張力黏結(jié)在鋁質(zhì)網(wǎng)框上。

涂布：在繃好并洗凈的網(wǎng)版上涂抹感光膠，正反面各涂抹感光膠3次，每次涂抹后均于40 ℃烘箱中烘干，注意涂抹均勻并完全烘干。

曝光：將菲林底片黏貼在網(wǎng)版印刷面(P面)，用曝光機(jī)在紫外線下真空曝光，使紫外線照射的部分失去水溶性，調(diào)整曝光時(shí)間為195 s。

顯影：用清水浸泡清洗曝光后的網(wǎng)版(曝光部分感光膠硬化在篩網(wǎng)上，其余部分則遇水溶解)，直到花紋完全清晰顯示為止。

設(shè)計(jì)的涂層花紋樣式如圖2所示。采用水平間隔橫條涂層，圖上黑色長條為膠黏劑部分,寬2 mm，白色長條為寬1 mm的涂層間間隔。采用水平間隔橫條涂層可使單位長度的繃帶具有較高的剝離強(qiáng)度，間隔可確?？噹У耐钙?，采用丙綸長絲和丙烯酸酯涂層則有利于導(dǎo)濕。

圖2　絲網(wǎng)上膠花紋

干燥：35 ℃條件下完全干燥。

二次曝光：二次曝光不抽真空，時(shí)間為9 min，再用硬膜劑處理，提高網(wǎng)版的耐印性。

2.2膠黏劑型號與參數(shù)

選用HYZ-168型膠黏劑，該膠黏劑屬丙烯酸脂乳液，由丙烯酸脂類聚合物組成，用水作為分散劑，產(chǎn)品呈白色乳狀，固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66%，密度為1.02 kg/m3，pH值為7～8，呈中性。

2.3印刷涂層

在自然伸直狀態(tài)下將繃帶水平鋪放在印刷臺上，使其與臺面邊緣平行，放上網(wǎng)版，刮刀以適當(dāng)?shù)陌磯毫ρ乜v向從一端刮向另一端，涂刮3次。注意用力均勻，避免其上膠不勻。將涂層后的繃帶在30 ℃下干燥25 min。

采用上述方法再涂層1次，以獲得合適的上膠量，確保涂層后的繃帶具有較高的剝離強(qiáng)度。然后，加蓋離型紙。此過程中應(yīng)注意：印刷室需清潔衛(wèi)生，無灰塵，以免污染涂層后的繃帶，待涂層膠黏劑完全變?yōu)橥该鳡顣r(shí)，應(yīng)及時(shí)加蓋離型紙，清洗網(wǎng)版。

3運(yùn)動繃帶性能測試與評定

3.1試驗(yàn)材料與儀器

試驗(yàn)材料：繃帶基布、涂層后的丙綸乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶，以及采用棉氨纖維制成的、經(jīng)拒水整理且膠層采用波浪花紋的市售某品牌自黏運(yùn)動繃帶。

試驗(yàn)儀器：燒杯，量筒，TES1310型泰仕溫度計(jì)，電子天平，精度為1 mg，AL-7000S型拉力試驗(yàn)機(jī)，不銹鋼板，酒精，HC-101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱，游標(biāo)卡尺,梯形斜面等。

3.2繃帶基布參數(shù)測定

測得繃帶基布的質(zhì)量為2.033 g/10 cm、幅寬為(50.0±0.7) mm；使用電子天平測量并計(jì)算得到繃帶基布的上膠量為85.4 g/m2。

3.3繃帶基布的彈性回復(fù)率

參照FZ/T 60021—2010，在拉力試驗(yàn)機(jī)上測定繃帶基布的彈性回復(fù)率，設(shè)置定伸長值為50%，反復(fù)拉伸5次，根據(jù)式(1)計(jì)算彈性回復(fù)率(ρ)，共測5次，取平均值[2]。

(1)

式中：L0——隔距長度，mm；

L1——試樣拉伸至定伸長的長度，mm；

L2——試樣回復(fù)至零位停置3 min后自然伸直狀態(tài)下的長度，mm。

3.4繃帶基布伸長比

參照FZ/T 63006—2010，隨機(jī)抽取部分繃帶基布試樣，讓繃帶基布在無張力自然狀態(tài)下平攤，在繃帶縱向任意標(biāo)記間距為100 mm的兩點(diǎn)，慢慢拉伸繃帶至極限狀態(tài)，測出標(biāo)記間的距離，根據(jù)式(2)計(jì)算其伸長比，共測3次，取平均值[3]。

(2)

式中：E——伸長比；

Lv——試樣拉伸至極限的長度，mm。

3.5繃帶剝離強(qiáng)度

參照GB/T 2792—1998《壓敏膠黏帶180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法》，隨機(jī)剪取5段寬25 mm、長150 mm的自黏繃帶試樣，在長度方向上從一端量取50 mm試樣黏貼在不銹鋼板上，采用2 kg的壓輥，利用其自重以約300 mm/min的速度在試樣上來回滾壓3次，在25 ℃條件下放置20 min。180°對折試樣的自由端，將試樣的自由端和試驗(yàn)板分別夾在上、下夾持器上，使剝離面與試驗(yàn)機(jī)的力線保持一致，調(diào)節(jié)試驗(yàn)機(jī)以(300±10)mm/min的下降速度連續(xù)剝離[4]。

3.6繃帶的透汽性

透汽性指水蒸氣透過織物的孔隙及經(jīng)過織物的吸濕傳導(dǎo)放濕到大氣中的性能。

采用水皿法測試繃帶的透汽性，剪取5段長200 mm 的繃帶，在伸長為20%的情況下分別固定在5個裝有70 g水的自制容器開口的表面上，容器開口大小為20 mm×60 mm，放入預(yù)設(shè)溫度為50 ℃的烘箱中，1 h后取出分別稱取容器中水的質(zhì)量，計(jì)算差值，從而得到透汽量。

3.7繃帶的導(dǎo)濕性能

采用條帶芯吸法測定運(yùn)動繃帶的導(dǎo)濕性能。剪取5段長200 mm的繃帶長條，在自然伸長狀態(tài)下垂直放置，一端浸入一定量的食鹽水(模擬汗液)中，測定10 min 后液體上升的高度，求5次測試結(jié)果的平均值。

3.8抗彎長度

抗彎長度是表征織物剛?cè)嵝缘闹笜?biāo)，抗彎長度越大，表示織物越硬挺，不易彎曲，反之則表示織物越柔軟。

采用斜面法進(jìn)行測試，并根據(jù)式(3)計(jì)算織物的抗彎長度(C)。

(3)

式中：l0——繃帶試樣在自重作用下下垂并觸及斜面時(shí)，刻度尺上推出的滑出長度；

θ——斜面角度，本試驗(yàn)中θ=43°。

3.9測試結(jié)果與分析

測得繃帶的各項(xiàng)性能如表1所示。由表1可以看出：本試驗(yàn)的丙綸乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶基布的彈性回復(fù)率達(dá)90%以上，彈性伸長比達(dá)2.6，說明其彈性良好；繃帶的剝離強(qiáng)度高于2 N/cm,表明其有良好的黏結(jié)能力。并且，與市售某品牌的自黏運(yùn)動繃帶相比，本試驗(yàn)的自黏運(yùn)動繃帶具有良好的導(dǎo)濕性和透汽性，雖然抗彎長度大于市售某品牌自黏運(yùn)動繃帶，但本試驗(yàn)的自黏運(yùn)動繃帶厚度相對較大，實(shí)物手感仍柔軟。

表1　繃帶性能測試結(jié)果

4結(jié)論

本文采用丙綸與乳膠絲交織，設(shè)計(jì)并織制自黏運(yùn)動繃帶基布，然后進(jìn)行丙烯酸酯絲網(wǎng)不連續(xù)印刷涂層，形成自黏運(yùn)動繃帶。研究表明，制得的丙綸與乳膠絲交織自黏運(yùn)動繃帶具有良好的回彈性和剝離強(qiáng)度，并且手感柔軟，導(dǎo)濕透汽性好，是一款舒適的自黏運(yùn)動繃帶。

參考文獻(xiàn)

[1]王建剛，于春陽，王亞麗.丙綸纖維產(chǎn)品的開發(fā)及應(yīng)用[J].天津紡織科技，2006，45(1)：38-41．

[2]全國家用紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會．FZ/T 60021—2010織帶產(chǎn)品物理機(jī)械性能試驗(yàn)方法[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010．

[3]全國家用紡織品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會．FZ/T 63006—2010松緊帶[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.

[4]全國膠黏劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會．GB/T 2792—1998壓敏膠黏帶180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法[S]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.

Research and development of PP and rubber latex thread interweaved

sport bandage with self-adhering layer

LiYupeng1,WangQi1,LiuChangjie2,GuoChaoqun2,LiuBo2

1. Key Lab of Textile Science and Technology, Ministry of Education, Donghua University，Shanghai/China

2. Wuxi Paiho Textile Co., Ltd., Wuxi/China

Abstract:Low elastic polypropylene filament and rubber latex thread are used to design and weave sport bandage fabric, and acrylate adhesive is used to print the fabric discontinuously by silk screen printing method to obtain the polypropylene and rubber latex thread interweaved sport bandage with self-adherving layer, and then the main performance of the bandage is tested. The research result shows that the bandage has good properties, such as high stripping strength, softness, good wet permeability property and vapour permeability.

Key words:polypropylene；rubber latex thread；sport bandage；comfortable